摘要 文章簡述路橋瀝青混合料的主要類別，進(jìn)而從附著力試驗、馬歇爾試驗和車轍試驗三方面分析瀝青混合料試驗檢測方法，探討試驗取樣、參數(shù)控制等檢測要點，通過科學(xué)的方法進(jìn)行試驗檢測，客觀、準(zhǔn)確地評價路橋瀝青混合料性能，為路橋建設(shè)提供可靠材料，保障路橋工程的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 路橋建設(shè)；瀝青混合料；試驗檢測；作業(yè)要點

中圖分類號 U414 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）07-0115-03

0 引言

瀝青混合料是路橋工程中的常用材料，嚴(yán)格把控瀝青混合料的質(zhì)量是有效施工的重要前提[1]。試驗檢測是評價瀝青混合料質(zhì)量的重要途徑，而試驗檢測方式多樣，涉及的操作要點比較多，需要展開深入探討，明確適應(yīng)于瀝青混合料試驗檢測的方法，梳理試驗檢測流程，確定作業(yè)方法，將試驗檢測工作落到實處，嚴(yán)把瀝青混合料的質(zhì)量關(guān)。

1 路橋瀝青混合料的分類

按不同的方式進(jìn)行分類后，有不同的類別，例如：①按瀝青的組成材料不同（摻入的材料不同）分為煤瀝青和油瀝青兩類。②按最大粒徑可分為粗粒式、中粒式、細(xì)粒式三類。③按礦質(zhì)混合料級配中分為間斷級配和連續(xù)級配兩類。其中，前者的礦料的級配缺乏連續(xù)性，通常缺少1～2個檔次粒徑，后者則指的是按照一定的比例組合礦料，級配不間斷。④按施工溫度可分為常溫和熱拌兩類。其中，前者在常溫條件下鋪設(shè)，后者指的是用熱混合的方式進(jìn)行混合料的鋪設(shè)。瀝青混合料材料表如表1所示。

2 路橋瀝青混合料試驗檢測方法

2.1 瀝青附著力檢測法

先取300 g粒徑為9～13 mm的骨料，用水清洗，清除附著在骨料上的泥土及其他不利于試驗檢測的物質(zhì)，然后在溫度為105 ℃的烤箱中對清洗后的骨料做烘干處理后，將其取出置于玻璃板上與瀝青混合（瀝青用量按照其能夠沒過骨料為基本要求予以控制）制作成試件。隨后將試件轉(zhuǎn)至常溫環(huán)境中自然冷卻1 h左右，再與玻璃板一道放置于水槽中。槽內(nèi)水溫恒定為80 ℃，試件在其中靜置約30 min，目的在于分離骨料和瀝青，最后謹(jǐn)慎地取出玻璃板，全程不發(fā)生磕碰。再將試件轉(zhuǎn)至冷水中，持續(xù)性地觀察以判斷骨料瀝青薄膜的剝落情況，并全程進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。

為保證試驗檢測結(jié)果的可靠性，至少安排2個實驗組，進(jìn)行試驗結(jié)果的對比分析[2]。經(jīng)過試驗檢測后，確定粗骨料與瀝青的附著力參數(shù)，再根據(jù)此項數(shù)據(jù)進(jìn)行水穩(wěn)定性的判斷。試驗檢測結(jié)果顯示，瀝青混合料的水穩(wěn)定性不達(dá)標(biāo)時，需要探明原因，例如是否是礦物材料強(qiáng)度不足或其他原因所致。明確原因后，妥善處理，使瀝青混合料的水穩(wěn)定性達(dá)標(biāo)。

2.2 馬歇爾試驗檢測

制備試件，恒溫水浴45～60 min。取出試件，用Marshall測試儀進(jìn)行試驗檢測，開啟加載裝置，在加載全過程中密切觀察流量計。隨著加載作業(yè)的持續(xù)進(jìn)行，待實際加載量達(dá)到試驗設(shè)定的最大值后，獲取流量計和百分表的數(shù)據(jù)，進(jìn)行對比分析[3]。馬歇爾試驗檢測結(jié)果可能存在誤差，關(guān)鍵原因如下：

其一，試驗配置的儀器缺乏足夠的精度，會產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤差。其二，試件的浸水時間缺乏合理性，或其他環(huán)節(jié)的操作方式不合理，影響試驗檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

為提高馬歇爾試驗檢測結(jié)果的精度，應(yīng)在試驗檢測前做好儀器的配置、檢查各項準(zhǔn)備工作。試驗檢測期間，作業(yè)人員嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范操作，例如試件在恒溫箱中的浸水時間需穩(wěn)定在45～60 min，其他各項參數(shù)均要合理。

2.3 車轍試驗

2.3.1 人工檢測

在車轍的正上方放置檢測橫桿，測量其與車轍底部的距離，但距離的檢測工作量較大，若采取人工檢測的方法，難以全面地進(jìn)行各部位的檢測，因此需隨機(jī)抽取，根據(jù)部分檢測結(jié)果對整體情況做出評價。從檢測結(jié)果準(zhǔn)確性的角度來看，人工測量的方法難以保證檢測數(shù)據(jù)的全面性，且可能由于檢測結(jié)果缺乏代表性而導(dǎo)致最終的結(jié)果不準(zhǔn)確。從員工操作的角度來看，員工作業(yè)強(qiáng)度較高[4]。因此，車轍試驗中的人工檢測方法在大型路橋工程中的可行性有限。

2.3.2 自動檢測

以高溫抗車轍測試為主要的方式，試驗檢測對象著重考慮的是中面層和上面層，根據(jù)試驗檢測結(jié)果對瀝青混合料的動穩(wěn)定性進(jìn)行評價。試驗前，測量試壓輪的壓強(qiáng)，并進(jìn)行調(diào)整，使其穩(wěn)定在0.7 MPa左右，而后營造高溫試驗環(huán)境，由合適壓強(qiáng)的試壓輪行走，全程其運行軌跡需保持一致。試驗完成后，確定行走次數(shù)和變形數(shù)據(jù)，基于實測數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，確定穩(wěn)定度。

3 路橋瀝青混合料試驗檢測要點

3.1 取樣的要點

選取合適的樣品是順利進(jìn)行瀝青混合料試驗檢測并獲得可靠結(jié)果的重要前提，取樣關(guān)鍵在于樣品位置和數(shù)量，例如可將料堆分為上、中、下三個部位，分別在各處取樣后進(jìn)行試驗檢測，以獲得代表性數(shù)據(jù)。此外，樣品的選取必須符合相關(guān)規(guī)范，并在取樣后隨即進(jìn)行試驗，以減少環(huán)境因素對樣品的影響，且試驗檢測全過程中樣品不可出現(xiàn)磕碰及其他異常狀況。

3.2 密度檢測要點

取樣宜采取鉆芯取樣的方法，嚴(yán)格控制取樣部位和樣品尺寸。在獲取芯樣后，隨即將其置于不影響試驗檢測的環(huán)境中，例如溫度不宜超過35 ℃，否則樣品在高溫環(huán)境中可能變形，不利于密度檢測。以芯樣的特性為準(zhǔn)，配套合適的浸沒天平，利用合格的儀器進(jìn)行檢測后，可提高檢測結(jié)果的可靠性。注重對芯樣的防護(hù)，例如芯樣表面不可附著雜物，且應(yīng)置于干燥環(huán)境中，盡可能減小外部因素對芯樣的影響。向溢流水箱中有序放置吊籃，要求置入其中的芯樣被完全浸沒。在溢流水箱中的水位得到有效調(diào)整后，稱量芯樣質(zhì)量。最后取出芯樣，擦拭表面水分，做兩次稱重，記錄下所有稱重數(shù)據(jù)，并根據(jù)所得數(shù)據(jù)計算芯樣的相對密度和容重。將計算結(jié)果與規(guī)范的要求作對比分析，判斷芯樣是否達(dá)標(biāo)。對于容重或相對密度不達(dá)標(biāo)的芯樣，應(yīng)在分析原因后以適宜的方法及時處理。

3.3 水穩(wěn)定性檢測要點

3.3.1 浸水車轍試驗

取AC-13、AC-20等材料進(jìn)行浸水車轍試驗。各類材料的試件制備成型后，置于溫度為60 ℃的恒溫環(huán)境中，經(jīng)過10 h后取出，轉(zhuǎn)至相同溫度的水槽中再次試驗。各組試件的浸水車轍試驗數(shù)據(jù)，如表2所示。

根據(jù)表2可知，無論普通瀝青混合料還是改性瀝青混合料，各自的試驗結(jié)果均達(dá)到要求，但優(yōu)異程度存在差異，從水穩(wěn)定性的角度來看，改性瀝青混合料的性質(zhì)更優(yōu)越。

3.3.2 浸水馬歇爾試驗

圓柱體試件，擊實次數(shù)根據(jù)公路等級而定，一級公路和高速公路均按雙面各75次的要求進(jìn)行擊實。試件共分為2組，放置環(huán)境均為溫度60 ℃的恒溫水槽，區(qū)別在于保溫時間，兩組分別為30～40 min、48 h，測定試件在不同保溫時長試驗條件下的馬歇爾穩(wěn)定度，再按照如下公式計算，確定殘留穩(wěn)定度：

MS=MS2/MS1×100% （1）

式中，MS——試件的浸水殘留穩(wěn)定度（%）；MS1——試件的穩(wěn)定度（kN）；MS2——試件浸水48 h后的穩(wěn)定度（kN）。

3.3.3 凍融劈裂試驗

圓柱體試件，雙面各擊實50次。試件共分為2組，置于不同的環(huán)境中。一組試件置于25 ℃恒溫水槽，時間不短于2 h。另一組試件置于98.3～98.7 kPa的真空環(huán)境中，做15 min的飽水處理，而后恢復(fù)常壓，在此基礎(chǔ)上，按照如下順序依次置于不同的環(huán)境中繼續(xù)試驗：水中（0.5 h）→溫度為?18 ℃的冰箱中（16 h）→60 ℃恒溫水槽中（24 h）→25 ℃恒溫水槽中（不短于2 h）。兩組試件的區(qū)別在于是否經(jīng)過凍融循環(huán)。按前述提及的方法處理后，分別測定各組試件的最大破壞荷載P。根據(jù)如下公式進(jìn)行計算，確定凍融劈裂試驗強(qiáng)度比T（%）：

T=R2/R1×100% （2）

式中，R1——第一組試件的劈裂抗拉強(qiáng)度（未凍融循環(huán)）（MPa）；R2——第二組試件的劈裂抗拉強(qiáng)度（經(jīng)受凍融循環(huán)）（MPa）。R1、R2的計算方法，如下：

R1=0.006 287 P1/h1

R2=0.006 287 P2/h2 （3）

式中，h1、h2——第一、二組試件的高度（mm）；P1、P2——第一、二組試件的試驗荷載最大值（N）。

試驗人員按流程規(guī)范進(jìn)行試驗檢測，期間及時采集數(shù)據(jù)并記錄，根據(jù)實測數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，評價被測材料的水穩(wěn)定性。經(jīng)試驗檢測和計算分析后，若發(fā)現(xiàn)被測混合料的水穩(wěn)定性不達(dá)標(biāo)，及時將試驗情況告知施工單位，進(jìn)行商討，采取改善措施。

3.4 溫度、攪拌時間測試要點

針對冷料倉供料比做精細(xì)化調(diào)整，直至維持供料平衡的狀態(tài)為止，在此前提下方可進(jìn)行瀝青混合料的拌和。而后，測試人員嚴(yán)格把控如下要點，順利完成測試：

（1）加熱溫度：以集料加熱溫度為參考進(jìn)行控制，可按照比其高10～20 ℃的溫度要求控制加熱溫度。

（2）拌和時間：根據(jù)材料的類型、外界環(huán)境合理設(shè)定拌和時間，第一鍋約30～50 s。

（3）拌和：在保證材料的加熱溫度和拌和時間均合理后，根據(jù)配合比嚴(yán)格控制材料的用量，經(jīng)過充分拌和后，要求瀝青混合料具有均勻性。

（4）測溫：在拌和機(jī)的出料口接料測溫，判斷實測溫度是否在許可范圍內(nèi)，同時結(jié)合混合料的狀態(tài)進(jìn)行輔助判斷，例如混合料流而不散且色澤均一時，表明其溫度具有合理性。若實測結(jié)果顯示瀝青混合料的溫度未達(dá)到要求，或混合料的狀態(tài)欠佳，需進(jìn)行調(diào)整，并再次檢測。

3.5 熱料供料試驗要點

在明確拌和溫度和拌和時間后，用連續(xù)式拌和機(jī)進(jìn)行拌和。首先，進(jìn)行混合料經(jīng)過冷料倉時的流量試驗，測定單位時間內(nèi)的流量，拌和作業(yè)以固定流量和直接供料的方式進(jìn)行，但具體至路橋工程中，其對瀝青混合料的質(zhì)量有較高要求，為保證拌和的有效性，可調(diào)整為間歇式拌和機(jī)拌和的方法，在此期間需要重點控制的是單次進(jìn)料量、拌和時間等參數(shù)[5]。拌和人員還需充分關(guān)注二次篩分問題，此時主要涉及的篩分對象為冷料，首先通過烘干筒對其做加熱處理，待材料的溫度達(dá)到要求后，轉(zhuǎn)至拌和樓內(nèi)做篩分分檔，根據(jù)篩分情況將混合料分類歸置。從實踐經(jīng)驗來看，試驗檢測中可能存在篩子長度偏短的問題，加之傾角的不合理性，可能出現(xiàn)經(jīng)過篩分處理但篩分精度不足的問題，且此類問題還體現(xiàn)在集料流進(jìn)熱料倉時，例如無法按照預(yù)定的要求進(jìn)行精準(zhǔn)的篩分分級。為預(yù)防材料篩分不精準(zhǔn)、不全面的問題，還需從熱料倉中取樣做篩分試驗，再計算礦料配比和供料比例。

3.6 透層試驗檢測要點

根據(jù)相關(guān)規(guī)范可知，粒料的半剛性基層上應(yīng)噴灑透層瀝青，同時考慮到結(jié)構(gòu)阻水的要求，宜遵循一次施作成型的原則，即盡可能將透層與下封層合二為一。對施作成型的透層進(jìn)行試驗檢測時，需要選取具有代表性的區(qū)域，面積以1 m2左右為宜，將此范圍內(nèi)的雜物清理干凈，用噴壺向表面均勻噴灑乳化瀝青，做24 h的觀察，判斷噴灑后的表層狀況，進(jìn)行質(zhì)量評價。若觀察后發(fā)現(xiàn)表面有厚度約為0.3 mm的瀝青薄膜且色澤均勻，表明乳化瀝青的稠度達(dá)標(biāo)，但用量偏高，需適度降低用量；若均勻薄膜可用小刀剝離，表明存在乳化瀝青破乳速度快、稠度偏高的問題，此時噴灑后的乳化瀝青并未有效滲入道路基層；若表面未形成均勻薄膜，局部有色澤不均勻的情況，或存在干燥裂塊時，可以肯定的是乳化瀝青的稠度適宜，但施工方式欠缺可行性，需多次試曬，隨后再次進(jìn)行試驗檢測。對于不中斷交通的道路，為保證施工質(zhì)量的可靠性，需要隨即撒布級配良好的石子，并對其做碾壓處理。

3.7 攤鋪速度試驗要點

為在保證攤鋪質(zhì)量的前提下縮短攤鋪時間，應(yīng)進(jìn)行攤鋪速度試驗，以合適的速度攤鋪，實現(xiàn)質(zhì)量和效率的雙重提升。綜合考慮攤鋪層厚度、瀝青混合料的拌和能力及攤鋪能力等因素，設(shè)定合適的攤鋪速度。不同路段和不同時段的攤鋪條件存在差異，適宜的攤鋪速度不盡相同，因此需根據(jù)工程現(xiàn)狀及時組織試驗，對既有的攤鋪速度進(jìn)行調(diào)整。試驗的考慮要點應(yīng)具有全面性，例如攤鋪表面必須具有密實、平整、均勻的特點，不同攤鋪速度對應(yīng)的瀝青混合料供應(yīng)量需充足，避免現(xiàn)場停機(jī)等料。根據(jù)試驗檢測結(jié)果進(jìn)行攤鋪速度的動態(tài)調(diào)整，保證攤鋪的有效性。以較快的速度進(jìn)行攤鋪時，雖然可縮短作業(yè)時間，但攤鋪效果易受到影響，因此需均衡攤鋪質(zhì)量和攤鋪效率兩項要求，建議最大攤鋪速度不超過6 m/min。若路橋工程要求在部分路段應(yīng)以較慢的速度進(jìn)行瀝青混合料攤鋪時，根據(jù)試驗檢測結(jié)果提前設(shè)定慢速、中速和快速幾種模式以供選擇，視實際攤鋪條件靈活切換速度模式，以合適的速度完成特定路段的攤鋪作業(yè)。

4 結(jié)語

綜上所述，路橋瀝青混合料試驗檢測具有系統(tǒng)性，需要考慮到與混合料質(zhì)量有關(guān)的各項因素，安排相應(yīng)的試驗檢測，例如馬歇爾穩(wěn)定性試驗、附著力試驗等，根據(jù)試驗檢測結(jié)果客觀判斷瀝青混合料的質(zhì)量，進(jìn)行質(zhì)量管控，將優(yōu)質(zhì)的混合料用于路橋工程施工。試驗檢測具有專業(yè)性，各項操作必須規(guī)范，材料的溫度、拌和速度等參數(shù)均要得到嚴(yán)格控制，以保證試驗檢測活動的有效進(jìn)行，獲得真實可靠的試驗檢測結(jié)果，為路橋工程質(zhì)量管控提供依據(jù)。

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